電力電纜的耐壓試驗方法
閱讀：130發布時間：2024-6-19
< > 電力電纜經常作為發電廠、變電所及工礦企業的動力引入（或引出）線，在城鄉電網中大量使用，現大都采用交聯聚乙烯絕緣。交聯聚乙烯絕緣電力電纜（以下簡稱交聯電纜）在投運前的試驗項目上由于被試設備容量較大的原因，有的地方仍在沿襲使用直流耐壓的試驗方法。近年來國際、國內的很多研究機構的研究成果表明直流試驗對交聯聚乙烯電纜有不同程度的損害。 耐壓試驗中的重要問題 高電壓試驗技術的一個通用原則：試品上所施加的試驗電壓場強必須模擬高壓電器的運行工況。高電壓試驗得出的通過或不通過的結論要代表高壓電器中的薄弱點是否對今后的運行帶來危害。這就意味著試驗中的故障機理應與電器運行中的機理有相同的物理過程。按照此原則，交聯電纜進行直流耐壓試驗的問題主要表現在以下幾個方面：1）直流電壓下，電場強度是按照電阻率分布的，而交聯聚乙烯電纜絕緣層中的材料含有很多成分，其電阻率分布是不均勻的，同時電阻率受溫度等因素影響比較大，所以在直流電壓下，交聯聚乙烯電纜絕緣層中的電場分布是不均勻的，這就可能出現絕緣層有的地方電場很強，有的地方電場卻比較弱的情況，導致局部絕緣擊穿，在運行中引起事故。2）電纜在直流電壓下會產生“記憶"效應，存儲積累單極性殘余電荷。一旦有了由于直流耐壓試驗引起的“記憶性"，需要很長時間才能將這種直流電壓釋放。電纜如果在直流殘余電荷未釋放之前投入運行，直流電壓便會疊加在工頻電壓峰值上，使得電纜上的電壓值遠遠超過其額定電壓，有可能導致電纜絕緣擊穿。3） 交聯聚乙烯電纜的直流耐壓試驗，由于空間電荷的效應，絕緣中的實際電場強度可達電纜絕緣工作電場強度的十幾倍，所以即使電纜在通過了直流耐壓試驗不發生擊穿，也會引起絕緣的嚴重損傷。4） 直流耐壓試驗所施加的直流電壓電場強度分布狀況與運行中的交流電壓電場強度分布狀況不同，直流耐壓試驗并不能模仿運行狀態下電纜承受的過電壓，而且也不能有效地發現電纜本身及電纜接頭和施工工藝上的缺陷。近些年由于城、農網建設改造的進行，交聯電纜越來越多。僅僅靠直流耐壓試驗后就將電纜投入運行，而在運行電壓下發生電纜或電纜頭擊穿的事例也時有發生。所以，用非直流耐壓試驗替代原來的直流耐壓試驗，以避免直流試驗對電纜造成損傷，保證電纜安全可靠運行勢在必行。2 耐壓試驗方法 非直流耐壓試驗方法主要有以下幾種：1）振蕩電壓試驗是用直流電源充電，通過一個放電球隙給一組串聯電阻和電抗放電，得到一個阻尼振蕩電壓。該方法比直流耐壓試驗方法有效，但仍不如工頻試驗有效。2）低頻(0.1 Hz)耐壓試驗。由于被試交聯電纜的電容量很大，工頻試驗時所需試驗變壓器的容量也很大，導致試驗設備笨重，不適宜現場使用。采用0.1 Hz作為試驗電源，理論上可以將試驗變壓器的容量降到1/500，大大降低了試驗變壓器的重量，可將試驗變壓器移動到現場進行試驗。目前，該方法主要應用于中低壓電纜的試驗。由于電壓等級偏低，不能用于66 kV及以上高壓電纜試驗。3）諧振耐壓試驗。可調電感型諧振試驗系統可滿足耐壓要求，但由于重量大，可移動性差，主要用于實驗室。而變頻諧振試驗方法能滿足高壓交聯電纜的耐壓要求，具有重量輕、可移動性好的特點，適宜現場試驗。該方法采用固定電抗器作為諧振電抗器，以調頻的方式實現諧振，頻率調節范圍為30～300 Hz，符合CIGRE WG21.09《高壓擠包絕緣電纜竣工試驗建議導則》中推薦使用工頻及近似工頻(30～300 Hz)的交流電壓。這種交流電壓可以重現與運行工況相同的場強，并已證明是的方法。 交流耐壓試驗由于試驗狀況接近電纜的運行工況，耐壓電壓值較低，而且耐壓時間適當加長，更能反映電纜絕緣的狀況以及發現絕緣中的缺陷。因此，國內外機構大力推薦交流耐壓試驗，取代現行的直流耐壓試驗。 交流耐壓試驗是現場檢驗交聯電纜的敷設和附件安裝質量的手段。實際運用中，電纜、發電機、大型變壓器、GIS、耦合電容器等設備在耐壓試驗時都呈容性、對容性負載，可以采取諧振的方法進行交流耐壓試驗，不僅可以降低電源容量，減小設備體積，還可以使試驗更安全、方便、有效。
